Минеральный состав почвы, его роль в формировании почвенного плодородия.

Минерализация – распад органических остатков до конечных продуктов – воды, углекислого газа и простых солей. В результате минерализации происходит сравнительно быстрый переход закрепленных в органических остатках различных элементов (см. 49 вопрос. N P, S, Ca, Mg, K, Fe и др.) в минеральные формы и потребление их новыми поколениями живых организмов.

1. Первичные минералы составляют 90 — 98 % массы мелкозема песков (50—80 % суглинков и 10—12 % глин). Не обладая поглотительной способностью, первичные минералы существенно влияют на формирование ряда свойств почв и даже на их генезис.

Из первичных минералов в почвообразующих породах и почвах чаще всего встречаются кварц SiO2, обладающий большой механической прочностью и устойчивостью к химическому выветриванию. Содержание его 40-60 % и более.

Силикаты представлены в почвах авгитом; роговой обманкой; оливином(не более 1 %). Силикаты легко разрушаются, общее их содержание колеблется в пределах 5-15%.

Алюмосиликаты представлены полевыми шпатами и слюдами. Из полевых шпатов чаще всего встречается ортоклаз и микроклин. Общее их содержание достигает 20 % и более. Реже встречаются плагиоклазы (1-3 %), так как менее устойчивы к выветриванию. Слюды легко дробятся. Содержание слюды достигает 10 %.

Первичные фосфаты представлены апатитом. Он содержится повсеместно во всех почвах в количестве 0,3-0,5 %.

Устойчивые первичные минералы остаются в почве, формируя ее скелет, гранулометрический состав, а менее устойчивые – трансформируются во вторичные минералы. Из устойчивых первичных минералов наибольший агрономический интерес представляют полевые шпаты, слюда, кварц.

 Полевые шпаты – наиболее распространенные в почвах и породах минералы. Они являются источником образования глинистых минералов. Полевые шпаты включают следующие количества питательных элементов: калиевые полевые шпаты содержат 10-12 % и плагиоклазы 9-12 %.

Слюды так же широко распространены в породах и почвах. Значительное количество слюд содержится в аллювиальных почвах, почвах пустынь, во всех взвесях рек и ирригационных наносах. В зоне влажного субтропического климата количество слюд меньше. Слюды имеют большое значение для агрохимических и физических свойств почв. Слюды содержат (в среднем): мусковит 10 %, биотит 8 %. Если в почве много крупнозернистых слюд, то они увеличивают водо- и воздухопроницаемость почвы.

Кварц встречается в пылеватой и более крупных фракциях даже самых древних почв. В предколлоидной и коллоидной фракциях кварц встречается часто, но в небольших количествах (2-3 %). Значение кварца для свойств почв очень велико. От количества и размера его зерен зависит гранулометрический состав почв и физические свойства: влагоемкость, водопроницаемость, связность. В поглощении катионов кварц участия не принимает. Распространенность кварца на 80-90 % определяет валовой химический состав почв.

  Пироксены и амфиболы занимают в литосфере по массе второе место после полевых шпатов (около 17 %). Амфиболы относятся к группе роговых обманок, встречающихся в изверженных, осадочных, метаморфических породах и почвах.

Значение первичных минералов: от их количества зависят агрофизические свойства почв, они являются материалом для образования вторичных минералов и резервным источником зольных элементов питания растений. Первичные минералы непосредственно влияют на физические свойства почвы. При высоком содержании первичных минералов почвы рыхлые, отличаются высокой воздухо- и водопроницаемостью, но низкой влагоемкостью.

2. Вторичные минералы. Образовались на поверхности Земли и в почве в результате трансформации первичных минералов.

Глинистые минералы составляют основную часть вторичных минералов. Названы они так в связи с тем, что преимущественно определяют минералогический состав глин. Важнейшая роль глинистых минералов состоит в том, что в силу присущей им поглотительной способности они определяют емкость поглощения почв и наряду с гумусом являются основным источником поступления минеральных элементов в растения.

Глинистые минералы являются вторичными алюмосиликатами. Глинистые минералы образуются путем постепенного изменения первичных минералов в процессе выветривания и почвообразования, а также могут образоваться биогенным путем из продуктов минерализации растительных остатков.

К наиболее распространенным глинистым минералам относятся минералы групп монтмориллонита, каолинита, гидрослюд, хлоритов, смешаннослоистых минералов.

Хлориты. К группе хлоритов относится большое количество минералов, которые по целому ряду свойств близки к слюдам. Кристаллическая решетка хлоритов состоит из четырех слоев. В связи с тем что хлориты представлены слоями различных минералов, их можно отнести к смешаннослоистым минералам с правильным чередованием слоев. Решетка хлоритов не набухающая, стабильная. Хлориты имеют зеленый цвет различных оттенков.

Минералы простых солей образуются при выветривании первичных минералов, а также в результате почвообразовательного процесса.

Минералы гидроксидов и оксидов кремния, алюминия, железа, марганца, образующиеся в аморфной форме при выветривании первичных минералов в виде гидратированных высокомолекулярных гелей и постепенно подвергающиеся дегидратации и кристаллизации с образованием оксидов и гидроксидов кристаллической структуры. Кристаллизации способствуют высокая температура, замерзание, высушивание, окислительные условия почвы

Значение: Вторичные минералы оказывают большое и разностороннее влияние на свойства почв и во многом определяют их плодородие. Так же, как и первичные, они являются важнейшим источником многих элементов минерального питания растений. Большое количество гидрослюд - признак богатства почв калием. В состав вторичных минералов входят такие биофильные элементы, как кальций, магний, железо. Источниками серы являются гипс, мирабилит. Соли (сульфаты, хлориды, карбонаты) влияют на реакцию среды и состав почвенного раствора. Их избыток приводит засолению и осолонцеванию почв, что отрицательно сказывается на плодородии.